Name: evaluation of hemisphere lateralization with bilateral local field potential recording in secondary motor cortex of mice
Uploaded: 2019-07-31T12:30:00
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この研究は、中国国立自然科学財団(31771219、31871170)、広東省科学技術部(2013KJCX0054)、広東省自然科学財団(2014A030313418)の助成金によって支援されました。2014A030313440)。

中国科学技術省の実験動物ガイドラインと実験によると、すべての動物は標準的な条件(12時間の光/暗い、一定の温度環境、食物と水への自由なアクセス)の下でペアで収容されました。広州大学の地元の倫理委員会によって。これは非生存の手順です。
注:代表的な結果に示すデータについては、APP/PS1(B6C3-Tg(ApPswe,PSEN1dE9)85Dbo/J)の二重トランスジェニックマウスおよびリタ?...

ここでは、生体内の二国間細胞外記録の手順を報告するとともに、脳半球の横向きの推定に柔軟かつ容易に行える二重領域LFP信号の同期を分析し、2つの脳領域の神経活動間の接続性、指向性または結合。これは、グループニューロン活動だけでなく、特にシステムを持たない振動活動やラボのスクリーニングに興味を持っている研究室のために、地域間電気生理学のいくつかの基本的...

アルツハイマー病(AD)は、認知症1、2の最も一般的な形態です。細胞外βアミロイドタンパク質(β-アミロイドタンパク質、Aβ)沈着および細胞内神経線維性もつれ(NOF)は、AD3、4、5の主な病理学的特徴であるが、ADの根底にあるメカニズムである病因はほとんど不明のままである。認知と記憶の重要な構造である大脳皮質は、AD6で障害を受け、歩行が遅いなどの運動障害、環境のナビゲートが困難、歩行障害が7歳に伴って起こる。Aβ沈着および神経線維性もつれは、AD患者8および認知的影響を受けた高齢者9の前運動皮質(PMC)および補助運動領域(SMA)においても観察され、障害を持つ運動の関与を示す。AD病因のシステム。
脳は縦割れで分割された2つの異なる大脳半球によって形成される。健康な脳は、構造的および機能的な非対称性10の両方を示し、「横化」と呼ばれ、脳が複数のタスクや活動を効率的に処理できるようにします。老化は認知および移動の悪化をもたらす, 脳の横数の減少と一緒に11,12.左半球の運動能力は健康な脳13で容易に明らかであるが、AD脳異常横性は左皮質萎縮に関連する左半球支配の失敗の結果として起こる14、 15、16.したがって、AD病因における脳横形成の起因性変化の可能性を理解することは、AD病因に関する新たな洞察を提供し、治療のための潜在的なバイオマーカーの同定につながる可能性がある。
電気生理学的測定は、動物の神経活動の変化を評価する敏感で効果的な方法です。高齢者における半球非対称性の減少(HAROLD)17は、同期した半球間移動時間を伴う電気生理学的研究によって文書化されており、これは、半球非対称性の弱体化または不在を示す。高齢者18の発話刺激.APP/PS1を利用して、最も一般的に使用されるADマウスモデルの19、20、21、22、左右両方のM2におけるLFPの生体内両側細胞外記録と組み合わせて、ADで可能な横割り赤字を評価した。さらに、単純なパラメータ設定により、データ解析ソフトウェア(材料表を参照)の組み込み機能により、数学的によりも電気信号の同期をより速く、より簡単に分析できます。生体内電気生理学で初心者に優しい複雑なプログラミング言語。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:892px;" width="891">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">AC/DC Differential Amplifier</td>
			<td style="width:261px;">A-M Systems</td>
			<td style="width:137px;">Model 3000</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Analog Digital converter</td>
			<td style="width:261px;">Cambridge Electronic Design Ltd.</td>
			<td style="width:137px;">Micro1401</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:327px;">Glass borosilicate micropipettes</td>
			<td style="width:261px;">Nanjing spring teaching experimental equipment company</td>
			<td style="width:137px;">161230</td>
			<td>Outer diameter: 1.0mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Microelectrode puller</td>
			<td style="width:261px;">Narishige</td>
			<td style="width:137px;">PC-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">NaCl</td>
			<td style="width:261px;">Guangzhou Chemical Reagent Factory</td>
			<td style="width:137px;">7647-14-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Pin microelectrode holder</td>
			<td style="width:261px;">World Precision Instruments, INC.</td>
			<td style="width:137px;">MEH3SW10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Spike2&#160;</td>
			<td style="width:261px;">Cambridge Electronic Design Ltd.</td>
			<td style="width:137px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Stereomicroscope</td>
			<td style="width:261px;">Zeiss</td>
			<td style="width:137px;">435064-9020-000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Stereotaxic apparatus&#160;</td>
			<td style="width:261px;">RWD Life Science</td>
			<td style="width:137px;">68045</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:327px;">Urethane</td>
			<td style="width:261px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:137px;">94300</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

evaluation of hemisphere lateralization with bilateral local field potential recording in secondary motor cortex of mice

この記事では、マウスの皮質領域における生体内二国間の記録と局所視野電位(LFP)の分析の両方に関する完全で詳細な手順を示し、横質欠損の可能性を評価するのに有用であり、げっ歯類における脳の接続性とニューラルネットワーク活動の結合を評価する。一般的な神経変性疾患であるアルツハイマー病(AD)の根底にある病理学的メカニズムは、ほとんど知られていない。脳の横質の変化は高齢者で実証されているが、異常な横振りがADの初期徴候の一つであるかどうかは決定されていない。これを調べるために、3~5ヶ月前のADモデルマウスAPP/PS1に、リメイトワイルドタイプ(WT)コントロールを含む両側LFPを記録した。ガンマバンドにおける左右二次運動皮質(M2)のLFPは、WTコントロールよりもAPP/PS1マウスにおいてより同期性が高く、このADマウスモデルにおける両側M2の半球非対称性の低下を示唆した。特に、記録およびデータ解析プロセスは柔軟で簡単に実行でき、ニューロン回路に焦点を当てた実験を行う際に他の脳経路にも適用できます。

早期AD病理が半球横化の能力を損なうかどうかを調えるために、APP/PS1マウスおよびWTコントロールの左右M2における両側細胞外LFP記録(3~5ヶ月)を実施し、これらの左の相互相関を解析し、右の LFP。WTマウスでは、正のタイムラグにおける左右のLFP間の平均相関が負のタイムラグと有意に異なり、WTコントロールのM2領域における半球非対称性の存在を示す結果が示された(図4)</stro...

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Evaluation of Hemisphere Lateralization with Bilateral Local Field Potential Recording in Secondary Motor Cortex of Mice

マウスの二次運動皮質(M2)における局所電位電位(LFP)の生体内電気生理学的記録を提示し、半球横化を評価するために適用することができる。今回の研究では、WTコントロールと比較して、APP/PS1マウスにおける左右のM2間の同期レベルの変化が明らかになった。

マウスの二次運動皮質における二国間局場電位記録による半球横化の評価

This article demonstrates complete, detailed procedures for both in vivo bilateral recording and analysis of local field potential (LFP) in the cortical ...

この技術は、半球の横化のための地域間電気生理学のいくつかの基本的な特性、ならびに接続性、方向性、および結合を検討するために使用することができる。電気生理学的測定は、動物、神経活動における評価の敏感かつ効果的な方法である。このプロトコルは、電気信号の同期に支えるより良い方法を提供します。アルツハイマー病の病態における脳横化の可能性のある根本的なメカニズムの理解は、アルツハイマー病治療のための潜在的なバイオマーカーに新たな洞察を提供するかもしれない。手術前に、マウスの麻酔の深さを確認し、鉗子で尾またはつま先ピンチを行う。次に、ステレオタキシック装置にマウスを置き、その頭部を固定する。両目に軟膏を塗って湿潤を保ちます。その後、頭を剃り、領域を殺菌します。剃った領域の中央に、12〜15ミリメートルの小さな切開を行います。鉗子を使用して、頭皮を静かに中線から引き離します。その後、皮膚を優しく分離し、残留組織を除去する。過酸化水素被覆綿棒を使用して、頭蓋骨をきれいにします。ステレオ顕微鏡の下で、1〜1.5ミリメートルの半径の2つの小さな穴を頭蓋骨の左右の両側にドリルし、記録マイクロ電極をM2領域に挿入できるようにします。タングステン針で硬膜を慎重に取り外します。次に、0.5モル塩化ナトリウムを充填した2つの別々の記録マイクロ電極を、機械的マイクロマニピュレータを使用して60度の角度で穴に挿入します。LFPの記録のために、ゆっくりとM2座標に左右のガラス電極を下げる。品質管理のために、差動増幅器を使用して、各電極の抵抗をテストします。次に、記録プロセスを0.1ヘルツハイパスに設定し、1000回の増幅で1000ヘルツローパスを設定します。安定した状態でデジタル化された生のLFPデータを収集し、少なくとも60秒間、麻酔下で毎秒2回の呼吸でマウスが均等に呼吸します。記録後、ゆっくりと脳から電極を上げる。データを保存し、解析ソフトウェアを使用してオフラインで分析します。相互相関分析を実行するには、解析ソフトウェアで解析をクリックし、波形相関をクリックしてデータをインポートします。次に、一方の波形チャンネル信号を最初のチャンネルに、もう一方を基準として割り当てます。幅を 2 に設定し、オフセットを 1 として設定します。続いて、開始時間と終了時間を選択して、両方のLFPの持続時間を100秒に設定します。次に、プロセスボタンを押して相互相関分析を行います。ファイルをクリックし、名前を書き出し、結果のポップアップチャートに対応する相互相関結果をテキスト形式で保存します。その後、0 プラスとマイナス 01 秒の範囲の時間差の相関値を削除し、相互相関データの残りの部分を処理します。一貫性解析を実行するには、解析ソフトウェアでデータを実行します。次に、2つのLFP信号を第1および第2の波形チャンネルとして配置し、ブロックサイズの値を4096に設定します。ブロック サイズは、実際の変換に最初に使用されるデータ ポイントの数を意味します。ブロック サイズが大きいほど、周波数の分解能が向上します。点線を手動で移動して、両方のチャンネルの信号の時間精度が同じ期間として設定されるようにします。[領域の追加] ボタンを押して領域を読み込み、一貫性解析を実行します。その後、ファイルをクリックして名前を付けて保存し、結果のポップアップチャートに対応する一貫性の結果をテキスト形式で保存します。初期のアルツハイマー病病病理が半球の横化の能力を損なうかどうかを調べるには、APP/PS1マウスおよび野生型コントロールの左右のM2に細胞外LFPを記録し、それらの相互相関を分析した。野生型マウスでは、正のタイムラグにおける左右のLFPの平均相関が負のタイムラグ時と有意に異なり、野生型制御のM2領域における半球非対称性の存在に関係していることが実証された。これに対し、APP/PS1マウスの左右のLFPは、時間領域においてより高い同期を示し、左右M2間の非対称性の減少を示唆した。次にLFPからガンマ振動をフィルタリングし、一貫性解析を行い、ガンマ周波数範囲の電気信号の類似性を測定しました。その結果、APP/PS1マウスの左右のM2間のガンマコヘルテンスは野生型マウスよりも有意に高く、より高い同期化を示し、その結果、APP/PS1マウスでは左右のM2間の横化が減少した。ウレタンは毒性があり発がん性がありますので、常に注意し、取り扱う際には安全規則に従ってください。安定したLFPが記録されていることを確認するために、麻酔の深さを毎時テストすることは非常に重要です。記録および分析プロセスは、他の脳経路、特に自由に動く動物のマルチチャネル記録のためのシステムを持たない実験室に適用することができる。

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Measuring Motor Coordination in Mice

マウスにおける運動協調性の測定

Mice are increasingly being used in behavioral neuroscience, largely replacing rats as the behaviorist's animal of choice. Before aspects of behavior such ...

An In Vitro Preparation for Eliciting and Recording Feeding Motor Programs with Physiological Movements in Aplysia californica

An In Vitro Preparation for Eliciting and Recording Feeding Motor Programs with Physiological Movements in Aplysia californica

アン<em&gt; in vitroで</em生理的動きと送りモータプログラムを引き出すと録音用&gt;準備<em&gt;アメフラシカリフォルニ</em

Multifunctionality, the ability of one peripheral  structure to generate multiple, distinct behaviors1, allows animals  to rapidly adapt their behaviors ...

Functional Imaging of Auditory Cortex in Adult Cats using High-field fMRI

ハイフィールドのfMRIを使って大人の猫における聴覚皮質の機能イメージング

Current knowledge of sensory processing in the mammalian auditory system is mainly derived from electrophysiological studies in a variety of animal ...

Measuring Spinal Presynaptic Inhibition in Mice By Dorsal Root Potential Recording In Vivo

Measuring Spinal Presynaptic Inhibition in Mice By Dorsal Root Potential Recording In Vivo

後根潜在的記録によりマウスにおける脊髄シナプス前抑制を測定する<em&gt;インビボ</em

Presynaptic inhibition is one of the most powerful inhibitory mechanisms in the spinal cord. The underlying physiological mechanism is a depolarization of ...

Concurrent Recording of Co-localized Electroencephalography and Local Field Potential in Rodent

共局在脳波および齧歯動物のローカル フィールド電位の同時記録

Although electroencephalography (EEG) is widely used as a non-invasive technique for recording neural activities of the brain, our understanding of the ...

Non-Invasive Modulation and Robotic Mapping of Motor Cortex in the Developing Brain

発達中の脳における運動皮質の非侵襲的変調とロボットマッピング

Mapping the motor cortex with transcranial magnetic stimulation (TMS) has potential to interrogate motor cortex physiology and plasticity but carries ...

3D Kinematic Analysis for the Functional Evaluation in the Rat Model of Sciatic Nerve Crush Injury

坐骨神経クラッシュ損傷のラットモデルにおける機能的評価のための3D運動学的解析

Compared to the Sciatic Functional Index (SFI), kinematic analysis is a more reliable and sensitive method for performing functional evaluations of ...

Labeling and Imaging of Amyloid Plaques in Brain Tissue Using the Natural Polyphenol Curcumin

天然ポリフェノールクルクミンを用いた脳組織におけるアミロイドプラークの標識とイメージング

Deposition of amyloid beta protein (A&#946;) in extra- and intracellular spaces is one of the hallmark pathologies of Alzheimer&#39;s disease (AD). ...

Laser-Induced Brain Injury in the Motor Cortex of Rats

ラットの運動皮質におけるレーザー誘発脳損傷

A common technique for inducing stroke in experimental rodent models involves the transient (often denoted as MCAO-t) or permanent (designated as MCAO-p) ...

Electrocorticographic Recording of Cerebral Cortex Areas Manipulated Using an Adeno-Associated Virus Targeting Cofilin in Mice

マウスにおけるコフィリンを標的とするアデノ関連ウイルスを用いて操作した大脳皮質領域の電気コルチコチコ

The use of electrocorticographic (ECoG) recordings in rodents is relevant to sleep research and to the study of a wide range of neurological conditions. ...